Las bacterias y su uso en el patrimonio pétreo.

En primer lugar, hay que tener en cuenta la importancia del sustrato para biomineralización de carbonato cálcico a partir de bacterias (como consecuencia de actividad metabólica de estas bacterias aerobias en condiciones adecuadas).

(Jroundi, Rodriguez Navarro, & Bedmar J, Bioconservation of Deteriorated Monumental Calcarenite Stone and Identification of Bacteria with Carbonatogenic Activity, 2010)

La influencia de la composición y la estructura mineral del sustrato sobre la que se aplican las bacterias carbonatogénicas son estudiadas sobre pétreos calizos y sobre pétreos silicatosos.
Se utilizaron diferentes tipos de bacterias además de aplicar directamente el caldo de cultivo M-3P para alimentar las comunidades bacterianas propias de cada pétreo.

Se comprobaron los resultados con diferentes técnicas analíticas como son: AFM, DRX, FESEM…
Y los resultados obtenidos fueron los siguientes:

  • Sobre la roca caliza se formaron cristales homogéneos (de CaCO3) independientemente del tipo de bacteria utilizado para la consolidación.
  • En el caso de la roca silícea se formaron cristales de vaterita (menos estable que el carbonato cálcico que se formó sobre la roca calcárea) de manera dispersa que sepultan las células bacterianas.

En conclusión, los resultados obtenidos muestran que la precipitación de carbonato cálcico no es específica de una cepa y que, en condiciones iguales, el tipo de sustrato es el factor predominante para la selección del polimorfo de carbonato cálcico.

Por otro lado, la productividad también depende en gran medida de la mineralogía del sustrato siendo de esta forma los sustratos calcíticos los que ofrecen una, mayor afinidad para la fijación bacteriana, favoreciendo el crecimiento bacteriano y la actividad metabólica. (PubMedCentral, 2012)

Otra de las dudas que surge al leer sobre este tema es que son las bacterias carbonatogénicas y tal como dice María Teresa González Muñoz en la entrevista que se le realizó para la Fundación Descubre en marzo de 2009.

 

Es una bacteria del suelo que pertenece a un grupo de bacterias muy importantes que degradan materia orgánica. Si se aplica a la piedra, sólo sobrevive durante el tiempo en el que se le suministra el medio de cultico y posteriormente muere y se lisa.

 

En los siguientes estudios, una vez que se conoce la efectividad de las baterías carbonatogénicas como consolidantes de materiales calcáreos, se centran en comparar las diferentes metodologías y discernir cual es la más adecuadas además de aplicar los diferentes tratamientos sobre patrimonio arquitectónico expuesto a condiciones ambientales variables y no modificables.

Este nuevo tratamiento pretende superar las limitaciones que surgen con los tratamientos tradicionales, ya sea la incompatibilidad a largo plazo del nuevo sustrato generado con el original a largo plazo como el taponamiento de los poros del material tratado lo que podría provocar la pérdida de transpirabilidad del pétreo.

Las diferentes alternativas de tratamiento van desde la aplicación de macromoléulas ácidas o promoviendo la capacidad de las bacterias para inducir la precipitación de carbonato cálcico.

Las actividades de las bacterias alteran el entorno local estableciendo un gradiente de concentración de calcio, iones carbonato y PH, todo ello es necesario para promover la precipitación de carbonato cálcico. Para fomentar esta actividad metabólica se pueden aportar soluciones nutritivas estériles o un medio de cultivo con bacterias muy activas.

(Jroundi, Rodriguez Navarro, & Bedmar J, Bioconservation of Deteriorated Monumental Calcarenite Stone and Identification of Bacteria with Carbonatogenic Activity, 2010)

Para la comprobación de la efectividad de los tratamientos de protección consolidación con inoculación de bacterias autóctonas (forman parte del propio monumento pétreo a tratar).

Toman como base otros métodos previamente testados y estudiados como la inoculación de bacterias carbonatogénicas no autóctonas o la aportación de un caldo de cultivo para “alimentar” a las bacterias que se encuentran en el material pétreo.

Estos dos procedimientos cuentan con numeradas limitaciones ya que su efectividad depende de las características de la roca (sustrato), la presencia de sales solubles, el tipo de microorganismos que conforman la microbiota de la obra y por la tanto la interacción de estos microorganismos con las bacterias utilizadas para consolidar y la carga bacteriana utilizada durante el procedimiento de protección y consolidación.

En general, la efectividad de estos dos tratamientos está limitada cuando el monumento está muy meteorizado por el ataque de sales.

Este nuevo método, la autoinoculación de bacterias carbonatogénicas, consiste en la extracción de bacterias de la propia obra (tiene que ser carbónica) para después proceder a su aislamiento y cultivo; después se le soporta un caldo de cultivo y se vuelven a inocular en el pétreo.

Las conclusiones extraídas tras investigación son las siguientes:

  1. Es un tratamiento eficaz contra el biodeterioro ya que genera una competencia contra bacterias y hongos provocando la desaparición de estos.
  2. Es eficaz como tratamiento de consolidación y protección debido a la formación de una abundante cantidad de CaCO3 (muy fuerte) y la formación de sustancias orgánicas que le otorgan al producto cementante una mayor resistencia (es una de las claves de la eficacia del tratamiento). Todo esto lo hace protector contra los efectos mecánicos y químicos de las sales (uno de los elementos más perjudícales contra las obras de soporte pétreo). (Jroundi, y otros, 2017)

En todos los estudios citados anteriormente se utilizan diferentes técnicas analíticas como SEM, DRX, PCR… con el fin de comprobar la efectividad de los diferentes tratamientos testados.

Fuentes documentales:

Jroundi, F., Rodriguez Navarro, C., & Bedmar J, E. (2010)

Bioconservation of Deteriorated Monumental Calcarenite Stone and Identification of Bacteria with Carbonatogenic Activity. Microbial Ecology, 17.

Jroundi, F., Schiro, M., Encarnación, R.-A., Kerstin, E., Martín-Sánchez, I., González-Muñoz, M. T., & Rodriguez-Navarro, C. (2017).

Protection and consolidation of stone heritage by self-inoculation with indigenous carbonatogenic. Nature, 13.

PubMedCentral. (Enero de 2012). Obtenido de PubMedCentral: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3346411/

 

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